Застосування частотно-регульованого приводу при управлінні витратою живильної води на випарну установку теплосилового цеху металургійного комбінату

Abstract

Розглянуто контур управління подачею живильної води насосним агрегатом на випарну установку. Подача води здійснюється за двома колекторам, з яких по паралельній схемі розподіляється на випарювачі. Регулювання витрати відбувається безпосередньо на випарювачах. На підставі вивчених матеріалів, була поставлена задача удосконалити існуючу систему завдяки застосуванню сучасного енергозберігаючого обладнання -частотно-регульованого приводу.Зроблені експериментальні дослідження для отримання даних про потужності двигуна при дроселюванні і при використанні частотного перетворювача. Продемонстровано нераціональну перевитрату споживаної потужності. Наводиться розрахунок енергоефективності існуючої і пропонованої систем.На основі отриманих даних про споживану кількість води випарною установкою наведено графік завантаження насосного агрегату. Спираючись на результати дослідження зроблено розрахунок сумарної економічної ефективності.Для використання частотно-регульованого приводу в управлінні витратою живильної води розроблена схема каскадно-регульованого управління всіма насосними агрегатами, що демонструє почергове управління насосними агрегатами, використовуючи всього лише один частотний перетворювач. За основу сигналу неузгодженості приймається параметр сумарної витрати живильної води на кожен випарник. Для реалізації ПІД-регулювання частотно-регульованого приводу розроблена блок-схема, що описує залежність регульованої величини від вироблення випарника. Даний алгоритм може функціонувати для оптимізації існуючого контуру регулювання витрати води в випарнику. Використання запропонованої системи дозволить на практиці економічно і ефективно управляти насосними агрегатами, а також уникнути проблем регулювання запірною арматурою.

A control loop for the feed water supply with a pumping unit to an evaporator is considered. Water is supplied through two collectors, from which it is distributed in parallel circuit to the evaporators. The flow control takes place directly at the evaporators. Based on the materials studied, the task was set to improve the existing system through the application of modern energy-saving equipment -a variable frequency drive.Experimental studies have been carried out to obtain data on engine power while throttling and while using a frequency converter. The non-rational overconsumption of intake power has been demonstrated. The calculation of the energy efficiency of the existing and proposed systems has been given.On the basis of the obtained data on the consumed amount of water of the evaporator, the graph of the workload of the pumping unit is shown. Based on the research carried out, the total economic efficiency was calculated.To use a variable frequency drive in the control of the feed water flow, a cascade-regulated control scheme for all pumping units has been developed, it demonstrates the alternate control of pumping units using only one frequency converter. The error signal is based on the parameter of the total feed water consumption for each evaporator. To implement the PID control of a variable frequency drive, a block diagram has been developed that describes the dependence of the controlled variable on the evaporator output. This algorithm can function to optimize an existing loop for controlling the water consumption in the evaporator. The use of the proposed system will make it possible in practice to control pumping units economically and efficiently, as well as to avoid the problems of regulating the isolation valves.